Vielfalt mit fotochemischem Ätzen

Das fotochemische Ätzen ist traditionellen Metallbearbeitungsverfahren in vielerlei Hinsicht überlegen. Mit dem Fotoätzen lässt sich beispielsweise ein breites Spektrum an Metallen und Legierungen bearbeiten.

25. September 2019
Vielfalt mit fotochemischem Ätzen
Fotochemisches Ätzen wird für die Produktion von Netzen, Filtern und Sieben aus Stahl verwendet, da die Technik im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren komplexe Metallbearbeitung ermöglicht. (Bild: Precision Micro)

Fotochemisches Ätzen ist eine schnelle, effiziente und kostengünstige Methode, um unter Einsatz von Ätzstoffen Präzisionsmetallteile zu herzustellen. Das Verfahren eignet sich für die Entwicklung und Herstellung von Prototypen, wobei schnell von kleinen auf große Produktionsmengen hochgefahren werden kann. Fotochemisch geätzte Teile sind grat- und spannungsfrei. Die Komplexität der Formen ist nahezu unbegrenzt.

Mit dem Ätzverfahren können praktisch alle Metalle behandelt werden. Einer der wenigen Spezialisten für das Fotoätzen ist Precision Micro. Um für unterschiedlichste Branchen optimale Ergebnisse zu erzielen, arbeitet Precision Micro eng mit den Entwicklern und Konstrukteuren zusammen. Die Prozessparameter und Ätzstoffe für die erfolgreiche Bearbeitung des jeweiligen Metalls werden ständig optimiert.

Stähle und Edelstähle

Precision Micro ätzt rund 2.000.000 Stahlteile pro Monat aus einer großen Auswahl an Stählen. Das Unternehmen ist Experte für die Produktion von Federn und Gelenken aus Edelstahl für sicherheitskritische Anwendungen. Bei diesen Anwendungen müssen die Gelenke millionenmal gebeugt werden. Fotoätzen gilt häufig als das ideale Verfahren, weil die Dauerfestigkeit, Stabilität und Flachheit von Edelstahl beim fotochemischen Ätzen nicht beeinträchtigt werden.

Das fotochemische Ätzen wird außerdem genutzt, um Netze, Filter und Siebe aus Stahl herzustellen. Im Gegensatz zu herkömmlichen Verfahren ermöglicht das Fotoätzen unbegrenzte Komplexität. Da die mechanische Oberflächenausführung des Edelstahls beim fotochemischen Ätzen unverändert bleibt, setzen viele Konstrukteure von Innenausstattungen in der Automobilbranche auf das Verfahren, um und Lautsprechergitter herzustellen. Im Medizinbereich wird Stahl geätzt, um chirurgische Instrumente zu erzeugen. Precision Micro produziert jeden Monat Tausende von Knochensägen. Im Gegensatz zum Stanzen, bei dem härtere Materialien zu Werkzeugverschleiß führen, eignen sich Ätzstoffe gleichermaßen für die Bearbeitung harter und weicher Materialien.

Nickel und Nickellegierungen

Nickel zeichnet sich durch hohe Wärme- und Korrosionsbeständigkeit aus und wird häufig als Schutzschicht für weichere Metalle verwendet. Für die Medizinbranche werden beispielsweise Kontakte für Hörgeräte aus Nickel geätzt. Nickel-Silber ist das kostengünstigste Material für Abschirmungen, da es gelötet werden kann, nicht oxidiert und keine zusätzliche Beschichtung erfordert. Digitale Werkzeuge ersetzen teure Formwerkzeuge, und es können Biegelinien eingearbeitet werden, sodass die Teile von Hand geformt werden können.

Inconel ist eine Hochtemperatur-Legierung auf Nickelbasis, die sich nicht nur durch sehr gute Wärmebeständigkeit, sondern auch durch hervorragende Korrosions-, Druck- und Oxidationsbeständigkeit auszeichnet. Diese Eigenschaften sind der Grund dafür, dass Nickel schwer zu bearbeiten ist. Für schwer zu bearbeitende Metalle hat Precision Micro einen eigenen Prozess für das fotochemische Ätzen von Inconel entwickelt und stellt damit Brennstoffzellenplatten mit komplexen bipolar geätzten Kanälen und Strömungsscheiben her, die mit korrosiven Gasen in Kontakt kommen.

Kupfer und Kupferlegierungen

Kupfer wird wegen seiner hohen thermischen und elektrischen Leitfähigkeit häufig bei elektronischen Anwendungen eingesetzt. Seine Eigenschaften können für spezifische Anwendungen verbessert werden, indem man Kupfer mit einem anderen Metall legiert. Eine Legierung mit Beryllium beispielsweise zeichnet sich durch höhere Festigkeit aus. Kupfer und Kupferlegierungen sind sehr langlebig, duktil und formbar und eignen sich damit für das Formen und Beschichten nach dem Ätzen.

Dreidimensionale elektrische Kontakte, Stifte, Klemmen, Abschirmungen und Steckverbinder für Anwendungen aus der Automobilindustrie, der Elektronik, der Luft- und Raumfahrt und der Medizintechnik können mit der Ätztechnik einfach in hoher Stückzahl produziert werden.

Titan und Titanlegierungen

Titan zeichnet sich durch seine Stabilität, sein geringes Gewicht, hohe Temperaturbeständigkeit und Bioverträglichkeit aus. Ätzen von Titan ist keine einfache Aufgabe, da Titan beim Kontakt mit Luft eine oxidierte Schutzschicht ausbildet; das bedeutet, dass das Material nicht mit standardmäßigen Ätzstoffen bearbeitet werden kann. Precision Micro verwendet zur Lösung dieses Problems spezielle Ätzstoffe und kann daher das fotochemische Ätzen von Titan im Produktionsmaßstab anbieten.

Im Bereich Medizintechnik ist das Unternehmen auf das Ätzen bioverträglicher Implantate sowie Netze für die in Herzschrittmachern verwendeten Batterien spezialisiert. Der Produktion dieser ultradünnen Netze kommt zugute, dass beim Fotoätzen Öffnungen und Versenkungen gleichzeitig hergestellt werden, sodass das fotochemische Ätzen deutlich wirtschaftlicher ist als die Laserbearbeitung.

Aluminium und Aluminiumlegierungen

Aluminium teilt viele Eigenschaften von Titan – insbesondere das gute Verhältnis von Gewicht zu Festigkeit und die natürliche Korrosionsbeständigkeit –, ist aber kostengünstiger. Titan ist stabiler und korrosionsbeständiger als Aluminium, hat jedoch eine relativ geringe Dauerfestigkeit. Das Leichtmetall eignet sich für Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt, bei denen es auf diese Eigenschaft besonders ankommt. Aluminium ist nicht einfach zu ätzen, da es während des Ätzens Wärme abgibt. Das führt dazu, dass eine körnige Kante entsteht.

Eine von Precision Micro entwickelte Methode für das Ätzen von Aluminium und Aluminiumlegierungen ermöglicht es, Kantenprofile zu erzeugen, die mit geätzten Kanten von Edelstahl vergleichbar sind. Typische Anwendungen sind beispielsweise Luftansauggitter für Helikopter sowie Heizplattenstapel, die in Luftentfeuchtern für Flugzeuge und Motoren verwendet werden.

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